کنترل دو ربات انسان نمای همکار برای جابجایی یک جسم

چکیده پیشرفت های اخیر در زمینه ربات های انسان نما به دلیل دستیابی به انجام وظایف پیچیده تر، نوید بخش آینده ای روشن به نظر می رسد. همکاری چند ربات با یکدیگر امکان انجام وظایف ساده تر و کارآمدتر را برای آنها فراهم می کند. با همکاری چند ربات می توان اشیاء بزرگ، اشیاء سنگین و حتی اشیایی با شکل های خاص که به تنهایی با یک ربات قابل حمل نیستند را جابجا نمود. همکاری بین رباتها برای انجام کار به صورت مشترک، منجر به پیدایش مبحث جدیدی در عرصه علم رباتیک شده است که از آن به عنوان رباتهای همکار یاد می شود]17[. توانایی این نوع سیستم ها در انجام کارهایی که به لحاظ پیچیدگی، کارایی و یا دقت از عهده یک ربات خارج است، توجه محققان را به خود جلب کرده است. علاوه بر این، بکارگیری افزودگی درجات آزادی در بازوهای مکانیکی به دلیل قابلیت های مفید آن از قبیل افزایش تسلط، مهارت و دوری جستن از نقاط منفرد در فضای کار نیز مورد توجه می باشد. از طرفی نا معینی سینماتیکی و دینامیکی اینگونه سیستم ها، بکارگیری آنها را با مشکلاتی همراه می سازد. در این پایان نامه، مدلسازی و کنترل دو ربات همکار انسان نما برای جابجایی یک جسم مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا با استفاده از قرارداد دنویت- هارتنبرگ مدل سینماتیکی ربات بدست می آید. سپس، به کمک روش لاگرانژ دینامیک سیستم استخراج می شود. همچنین، برای اطمینان از صحت معادلات حاصله مدل ربات با استفاده از نرم افزار matlab/simmechanics تأیید می گردد. در ادامه، یک مسیر برای حرکت ربات طراحی شده و پایداری ربات نیز با استفاده از روش zmp تضمین می شود. همچنین با استفاده از مسیر طراحی شده، نیروهای عکس العمل جسم به ربات محاسبه و به معادلات دینامیکی اضافه می شود. پس از طراحی مسیر، باید الگوریتم مناسبی انتخاب شود تا بتواند گشتاور مورد نیاز را برای حرکت تامین نماید. سیستم کنترلی علاوه بر دارا بودن توانایی تعقیب مناسب باید دارای خصوصیات دیگری باشد تا بتوان با اعمال آن، بهترین عملکرد را نتیجه گرفت. برای کنترل ربات روش های مختلف از قبیل الگوریتم کنترلی مدل مبنا ctm، الگوریتم مقاوم smc، الگوریتم های کنترلی غیر مدل مبنای tj و نیز الگوریتم بهبود یافته mtj بر روی مدل در نظر گرفته شده، پیاده سازی شده و به مقایسه هر یک از روش ها پرداخته می شود.